(57)【要約】【課題】磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う際に、光源の位置制御や照射する光の性質制御などを容易に行うことができ、被験者の質感知覚の計測精度の向上を図ることが可能となる質感刺激呈示装置を提供する。【解決手段】磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、被験者の質感知覚を計測するための試料の呈示に用いられる質感刺激呈示装置であって、  前記試料に、光を照射可能に構成された光源と、  前記光源の位置、前記光源の傾き、前記光源から照射される光の性質、照射のタイミング、前記光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御可能に構成された制御手段と、を有する構成とする。【選択図】            図１
2013128741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う際に、被験者の質感知覚を計測するための試料の呈示に用いられる質感刺激呈示装置であって、
前記試料に、光を照射可能に構成された光源と、
前記光源の位置、前記光源の傾き、前記光源から照射される光の性質、照射のタイミング、前記光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御可能に構成された制御手段と、
を有することを特徴とする質感刺激呈示装置。
【請求項２】
前記光源が、非磁性体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の質感刺激呈示装置。
【請求項３】
前記制御手段が、非磁性体からなるアクチュエータで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の質感刺激呈示装置。
【請求項４】
前記アクチュエータが超音波モータであることを特徴とする請求項３に記載の質感刺激呈示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の質感刺激呈示装置を備えていることを特徴とする磁気共鳴画像装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の質感刺激呈示装置を備えていることを特徴とする脳磁計。
【請求項７】
被験者の質感知覚を計測するための試料を呈示する工程と、
磁場の変化を検知することによって前記被験者の脳機能計測を行う工程と、
を有する脳機能計測方法であって、
前記試料に光を照射する光源の位置、前記光源の傾き、前記光源から照射される光の性質、照射のタイミング、前記光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御することで、前記被験者に前記試料を呈示する状態と前記試料を呈示しない状態の二つの状態を交互に示す工程と、
前記二つの状態における脳機能画像を取得する工程と、
前記二つの状態において取得した脳機能画像同士を比較することによって、脳の活動状況に関する脳機能画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする脳機能計測方法。
【請求項８】
前記二つの状態を交互に示す工程において、前記二つの状態が、一定の周期で交互に複数回繰り返されることを特徴とする請求項７に記載の脳機能計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質感刺激呈示装置、該装置を備えた磁気共鳴画像装置、脳磁計及び脳機能計測方法に関する。特に、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、被験者の質感知覚を計測するために用いる質感刺激呈示装置及び脳機能計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体固有の形状・色・質感などを知覚することによって、人間はその物体の素材や特徴を知ることができる。
質感には光沢感や透明感、金属感、風合いなどの種類がある。
さらには、色に関する属性である色相・彩度・明度や、物体が示す表面特性・模様なども質感の種類に含まれる。
人間が知覚する質感は、物体の表面状態と物体周囲の照明環境によって決まることが知られており、物体の特徴を表現するうえでも非常に重要な性質のひとつとなっている。
近年、数多くの質感研究が進められており、なかでも質感表現に関しては、コンピューターグラフィックス技術の発展により、非常にリアルな画像再現ができるようになってきている。
一方で、人間がどのようにして質感を知覚し、質感情報を脳内でどのように処理しているかの過程についてはまだあまり知られていない。
【０００３】
脳内における情報処理過程を研究するために、脳機能計測という技術が用いられている。
磁気共鳴画像（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置や脳磁計（ＭＥＧ：Ｍａｇｎｅｔｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｈ）は、磁場の変化を検知することによって脳機能を計測する代表的な装置である。ＭＲＩ装置は被験者の測定部位に静磁場を加え、さらに特定の高周波磁場を加えて、これによって発生した核磁気共鳴現象を利用して画像が得られるようにした装置である。
このＭＲＩ装置を用いた脳機能計測の手法に、機能的ＭＲＩ（ｆＭＲＩ）法がある。
ｆＭＲＩ法とは、視覚・触覚・聴覚などに関する様々な刺激もしくは計算などのタスクを被験者に与え、その刺激やタスクによって生じた被験者の脳活動の変化（具体的には脳血流量の増減に伴う磁場変化）を計測することにより、被験者の脳機能を評価する手法である。
【０００４】
しかし、ｆＭＲＩ法にはいくつかの制限が伴う。ｆＭＲＩ法では、被験者の脳内における非常に微弱な磁場変化を測定している。
そのため、ＭＲＩ装置は磁気シールドルーム内に設置され、シールドルーム内には磁性体からなる器具や電磁気的雑音が発生する器具を持ち込まないことが要求される。
また、ｆＭＲＩ法は、通常、ＭＲＩ装置内の暗い空間において実施されるため、被験者の環境が日々の生活で質感を感じている照明環境と必ずしも同様のものとはなっていない。
したがって、被験者が質感を知覚した時の脳活動をｆＭＲＩ法でより正確に計測するために、磁場に影響を与えない刺激呈示方法や被験者が質感を知覚する時の照明環境を制御する技術が望まれている。
【０００５】
従来、以上のようなｆＭＲＩ法において、特許文献１記載の脳機能計測システムが提案されている。
このシステムでは、電磁的遮蔽が施されたＭＲＩ装置本体を設置するシールド室に隣接して、制御装置を設置する制御室に視覚刺激画像の投射装置を配設する。それと共に、シールド室に投射された視覚刺激画像を映し出す映写装置を配設し、制御室とシールド室との境界壁には、投射光線用開口部を設けるように構成されている。
すなわち、投射装置からの映像が開口部を通過し、映写装置に映し出されるような構成になっている。
また、ＭＲＩ計測時の被験者の視環境制御に関する手法として、特許文献２記載の磁気共鳴イメージング装置における磁界発生装置が提案されている。
この装置では、被検体の断層画像を撮像するための空間内を照明する光源と、空間内に位置し、光源の空間内への少なくとも照明光量を、空間内に配置された被検体が調整できる第１の光調整用コントローラとを備えるように構成されている。すなわち、被験者自身が照明環境を制御できるような構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６００８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１１００４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した従来の技術においては、次のような課題が残されている。
前記特許文献１記載の脳機能計測システムでは、投影装置と映写装置によって被験者に与える視覚刺激が、実際の試料ではなく、試料の画像であるため、試料そのものの質感を完全に再現しているとは言い難い。
また、与える視覚刺激が画像であるため、質感に大きい影響を与える手段である光源がシステム構成には含まれていない。
このようなことから、試料固有の質感を正確に再現して被験者に呈示するｆＭＲＩ法を実施することは困難であった。
また、前記特許文献２記載の磁界発生装置では、空間内を照明する光源を開示しているが、この光源により照射される対象は、質感を呈示するための試料とはなっていない。
また、試料の質感を被験者に呈示するためには、試料と光源との位置関係を制御する必要があるが、前記特許文献２記載の光源は磁界発生装置に配置されており、光源の位置制御をすることが困難であった。
【０００８】
本発明は、前記課題に鑑み、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う際に、
光源の位置制御や照射する光の性質制御などを容易に行うことができ、被験者の質感知覚の計測精度の向上を図ることが可能となる質感刺激呈示装置、該装置を備えた磁気共鳴画像装置、脳磁計及び脳機能計測方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の質感刺激呈示装置は、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う際に、被験者の質感知覚を計測するための試料の呈示に用いられる質感刺激呈示装置であって、
前記試料に、光を照射可能に構成された光源と、
前記光源の位置、前記光源の傾き、前記光源から照射される光の性質、照射のタイミング、前記光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御可能に構成された制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の磁気共鳴画像装置は、前記した質感刺激呈示装置を備えていることを特徴とする。
また、本発明の脳磁計は、前記した質感刺激呈示装置を備えていることを特徴とする。
また、本発明の脳機能計測方法は、
被験者の質感知覚を計測するための試料を呈示する工程と、
磁場の変化を検知することによって前記被験者の脳機能計測を行う工程と、
を有する脳機能計測方法であって、
前記試料に光を照射する光源の位置、前記光源の傾き、前記光源から照射される光の性質、照射のタイミング、前記光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御することで、前記被験者に前記試料を呈示する状態と前記試料を呈示しない状態の二つの状態を交互に示す工程と、
前記二つの状態における脳機能画像を取得する工程と、
前記二つの状態において取得した脳機能画像同士を比較することによって、脳の活動状況に関する脳機能画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う際に、
光源の位置制御や照射する光の性質制御などを容易に行うことができ、被験者の質感知覚の計測精度の向上を図ることが可能となる質感刺激呈示装置、該装置を備えた磁気共鳴画像装置、脳磁計及び脳機能計測方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態及び実施例１における質感刺激呈示装置の構成例を説明する図。
【図２】本発明の実施例１における質感刺激呈示装置を構成する照明保持手段の拡大図。
【図３】本発明の実施例１で用いる質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料の例を示す図。
【図４】本発明の実施例１における被験者に呈示する試料及び脳機能画像取得に関するシーケンスを説明する図。
【図５】本発明の実施例２における質感刺激呈示装置を構成する照度制御装置および実施例３における質感刺激呈示装置を構成する制御装置を説明する拡大図。
【図６】本発明の実施例２における直線駆動型アクチュエータを用いた質感刺激呈示装置を構成する照度制御装置を説明する拡大図。
【図７】本発明の実施例４における質感刺激呈示装置を構成する制御装置を説明する拡大図。
【図８】本発明の実施例５における質感刺激呈示装置を構成する試料保持手段を説明する拡大図。
【図９】本発明の実施例６における質感刺激呈示装置を構成する制御装置を説明する拡大図。
【図１０】本発明の実施例７における質感刺激呈示装置を適用した脳磁計の構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態においては本発明を適用して磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う際に、被験者の質感知覚を計測するための試料の呈示に用いられる質感刺激呈示装置を次のように構成することができる。
すなわち、被験者の質感知覚を計測するための試料に、光を照射可能に構成された光源と、
光源の位置、光源の傾き、光源から照射される光の性質、照射のタイミング、光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御可能に構成された制御手段と、
を備えた質感刺激呈示装置を、具体的には、例えば図１に模式的に示すように構成することができる。
ここで、磁場の変化を検知することによって被験者の脳機能計測を行う装置に用いられるものとしては、ＭＲＩ装置やＭＥＧが挙げられる。
また、脳機能計測により評価される質感の種類には、物体の表面特性や色に関する属性、光沢感や透明感や風合いなどがあり、これらの質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料は、質感刺激が呈示可能な試料であり、かつ材質が非磁性体で構成されている物体であれば如何なるものでもよい。
例えば、紙、印刷物、写真、布や木材、ガラスなどが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
質感刺激呈示用の試料は、非磁性体からなる保持手段に設置されていることが好ましい。
また、試料を被験者に選択的に呈示するための制御手段が、非磁性体からなるアクチュエータで構成されていることが好ましい。
また、アクチュエータは超音波モータであることが好ましい。また、質感刺激呈示用の試料、保持手段及びアクチュエータは複数備えて構成されていてもよい。
【００１３】
本実施形態における光源は、点光源や面光源などに係わらず、質感刺激呈示用の試料や被験者の視環境空間に光を照射可能であれば如何なるものでもよい。なお、視環境空間とは、質感刺激呈示用の試料が存在する空間かつ被験者が脳機能計測時に視認する空間のことを示す。
例えば、視環境空間は、非磁性体で作製された開口部付きのブースであることが好ましいが、これに限定されるものではない。
また、光照射は光源からの直接光を使用するのが最適ではあるが、光源からの光を鏡などで反射させた間接光を使用してもよい。
また、光源の位置は、質感刺激呈示用の試料の周辺に設置されることが好ましいが、試料や視環境空間に光が照射されるような構成であれば必ずしも試料の周辺に設置されていなくてもよい。
【００１４】
本実施形態における光源の制御手段は、光源の位置、光源の傾き、光源から照射される光の性質、照射のタイミング、光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御することを可能に構成されていれば、如何なるものでもよい。
例えば、光源の位置や傾きの制御手段は、アクチュエータによって駆動制御が可能となるように構成されていることが好ましい。
その中でも、アクチュエータが非磁性体からなる超音波モータで構成されていることが好ましい。
具体的には、位置制御手段を光源に設置し、その制御手段の駆動を超音波モータの駆動で制御することで、光源の位置制御が可能となる。
また、試料に光を照射する際の入射角制御において、モータの回転駆動をそのまま光源の傾き制御に用いることも可能である。
また、制御されうる光の性質には、照射光量、照度、色温度、色度、照射光波長、偏光が挙げられ、例えば、照度の制御手段には減光フィルターやアパーチャーを用いることが好ましい。
また、光源や光源の制御手段は、複数備えて構成されていてもよい。
前記構成において、光源から光を照射することにより、試料から生じる質感を脳機能計測中の被験者に呈示することができる。
また、制御手段により光源の位置や傾き、光の性質や照射のタイミング、及び光源に面する試料表面の形態を制御することで、被験者に呈示する質感を制御することができる。
【００１５】
また、本実施形態における質感刺激呈示装置は、前記した光源が非磁性体で構成された形態を採ることができる。
このように光源が非磁性体で構成されることにより、脳機能計測を行う装置内に光源を導入することが可能となる。
すなわち、質感刺激呈示用の試料近傍に光源を導入することが可能となる。
また、光源は複数備えて構成されていてもよい。前記構成において、光源と試料の距離が近づくため、装置外部から光を照射していた時よりも試料に照射する光の入射角度をより幅広く制御できるようになる。それに伴い、さまざまな質感を呈示することが可能となる。
また、本実施形態においては、前記質感刺激呈示装置を備えた磁気共鳴画像装置や、脳磁計を構成することができる。
このような構成によって、磁場の変化を検知することにより被験者の脳機能計測を行う装置を実施する際に、質感刺激呈示装置を用いることで、被験者の質感知覚に関する脳機能を計測することが可能となる。
【００１６】
また、本実施形態においては、前記質感刺激呈示装置を用いて、試料の質感を被験者に呈示したときの被験者の脳機能を計測する脳機能計測方法を、次のように構成することができる。
すなわち、
前記試料に光を照射する光源の位置、前記光源の傾き、前記光源から照射される光の性質、照射のタイミング、前記光源に面する試料表面の形態、の少なくとも一つを制御することで、前記被験者に前記試料を呈示する状態と前記試料を呈示しない状態の二つの状態を交互に示す工程と、
前記二つの状態における脳機能画像を取得する工程と、
前記二つの状態において取得した脳機能画像同士を比較することによって、脳の活動状況に関する脳機能画像を取得する工程と、
を有する脳機能計測方法を具体的には以下のように構成することができる。
前記光源から光を照射する際に前記制御手段を用いることで前記被験者に質感知覚を計測するための試料を呈示する状態と呈示しない状態とをそれぞれ示す工程において、
被験者に試料を呈示する際に、質感呈示用の試料の位置、光源の位置と傾き、及び照射する光の性質を被験者が試料から質感を知覚できるような状態に設定した後、一定にしておく。
そして、その状態で、ある一定期間、光を照射することで、質感知覚を計測するための試料を呈示する状態を被験者に示すことが可能となる。
一方、その制御された状態を変化させることで、質感知覚を計測するための試料を呈示しない状態を示すことが可能となる。
例えば、光源の位置や傾きもしくは照射する光の性質を、光源の制御手段を用いて、ある一定期間が経過した後に、変更すればよい。変更できる光の性質には、照射光量、照度、色温度、色度、照射光波長、偏光などがある。
また、光照射を停止しても質感知覚を計測するための試料を呈示しない状態にすることが可能である。この際、完全に光照射を停止しなくても、被験者が質感知覚を感じなくなる程度に照射光量を制限することで、質感知覚を計測するための試料を呈示しない状態に調整することも可能である。一方、光源の位置や傾き及び照射する光の性質を変えずに、質感呈示用の試料の呈示状態を変えることによっても、被験者に質感知覚を計測するための試料を呈示しないことが可能となる。
【００１７】
また、前記工程を交互に繰り返してそれぞれの状態における脳機能画像を取得する工程においては、
光源の制御手段もしくは質感呈示用の試料の呈示手段において、駆動制御のためにアクチュエータを用いる場合は、アクチュエータを駆動している間の脳機能画像の取得は停止しているほうが好ましい。
また、前記工程で取得した脳機能画像を比較することによって脳の活動状況を反映した脳機能画像を取得する工程においては、
例えば、統計学的手法を用いて、取得した脳機能画像を比較し、脳の活動を反映した脳機能画像を取得することが好ましい。
また、比較する脳機能画像は質感知覚を計測するための試料を呈示した状態の脳機能画像と呈示しない状態の脳機能画像であることが好ましい。
また、前記工程において、質感知覚を計測するための試料を呈示する状態と呈示しない状態とをそれぞれ交互に被験者に提供したときの脳機能画像を取得し、その取得画像を比較することによって、脳の活動状況を反映した脳機能画像を取得できるように構成することができる。
それにより、被験者が質感を知覚した時の脳機能計測を実施することが可能となる。
また、前記被験者に質感知覚を計測するための試料を呈示する状態と呈示しない状態とをそれぞれ提供する工程として、
質感知覚を計測するための試料を呈示する状態と呈示しない状態とが一定周期で交互に繰り返されるように構成することができる。
このような構成によれば、質感知覚を計測するための試料の呈示を一定周期で複数回繰り返して行うことにより、得られた脳機能画像において、平均化などの画像処理が可能となるため、よりノイズの少ない画像で比較することが可能となる。
【実施例】
【００１８】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した質感刺激呈示装置の構成例を、本発明の特徴を最もよく表す図である図１を用いて説明する。
図１において、１００はＭＲＩ装置、１０１は被験者であり、１０２はＭＲＩ装置の寝台、１０３は傾斜磁場コイル、１０４は超電導磁石、１０５は筒状の計測部である。
前記構成において、筒状の計測部１０５の内部に被験者１０１が横たわり、その眼前には質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料１０６が試料保持手段１０７により設置されている。
また、被験者１０１の頭部上方に、試料１０６を照明するための光ファイバー照明装置１０８が設置されている。
照明装置１０８には、照明保持手段１０９と超音波モータ１１０とが取り付けられており、照明保持手段１０９の制御を超音波モータ１１０で行うことにより、照明装置１０８の位置や傾きを制御することが可能となる。
なお、ここでの超音波モータ１１０としては、特開平３−２５３２７２号公報等、多くの文献に開示されている圧電素子（電気−機械エネルギー変換素子）によって駆動されるようにした構成のものを用いることができる。
試料１０６、試料保持手段１０７は開口部付きブース１１１の中に格納されており、被験者１０１は開口部１１２から試料１０６を知覚するような構成になっている。
また、照明装置１０８からの照射光はブース１１１の内部に導入されるような構成になっている。
なお、試料１０６、試料保持手段１０７、照明装置１０８、照明保持手段１０９、超音波モータ１１０、ブース１１１は非磁性体で構成されている。
また、被験者１０１の後頭部にはＭＲ信号検出用コイル１１３が設置されており、被験者１０１の神経活動に伴う脳血流変化によって発生した電磁波信号を検出する。
ここでは、被験者眼前の視野を確保するため、及び大脳視覚野（被験者の後頭部に該当）において高感度の脳機能計測を行うため、コイル１１３は表面コイル型のＲａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙコイルを用いている。
【００１９】
図２は、本実施例における質感刺激呈示装置を構成する照明保持手段１０９の拡大図である。
照明保持手段１０９の台上に、照明装置１０８が設置されている。
また、照明保持手段１０９の側面部には超音波モータ１１０が取り付けられている。
超音波モータ１１０の回転軸は照明保持手段１０９の側面部の中心に接続されており、照明保持手段１０９はこの回転軸を中心に回転できる。
【００２０】
つぎに、本実施例におけるｆＭＲＩ法による脳機能計測方法の手順について、図３、図４を用いて説明する。
図３は、本発明の実施例１で用いる質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料の例を示す図である。
ここでは説明を簡単にするため、質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料１０６として、図３で示すような布３０１を用いた測定を行うものとする。布３０１は試料保持手段１０７に装着されるものとする。なお、布３０１には磁性体が含まれていないものとする。
ＭＲＩ装置１００の筒状の計測部１０５に被験者１０１の頭部が配置されるように、寝台１０２がセットされる。
布３０１を被験者１０１が知覚可能となるように、被験者１０１の眼前には試料保持手段１０７がセットされる。
また、被験者１０１が知覚する布３０１は、照明装置１０８によって照明されるように構成されている。
【００２１】
つぎに、図４を用いて、本実施例における被験者１０１に呈示する試料と光照射との関係及び脳機能画像取得に関するシーケンスについて説明する。
まず、被験者１０１に呈示する試料と光照射との関係について、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
被験者１０１には、以下に示すステップ（１）〜（５）において、質感知覚を計測するための試料を呈示する。
図４（ａ）は各ステップの順番と時間間隔、図４（ｂ）は布３０１、照明装置１０８、被験者１０１間における時系列変化を示している。
ステップ（１）以前は、照明装置１０８の光照射方向と被験者１０１の目視方向が平行となるように、照明装置１０８の位置や傾きが超音波モータ１１０により制御されている。
まず、ステップ（１）において、照明装置１０８の光照射方向と被験者１０１の目視方向が平行である状態で、被験者１０１に布３０１を時間区間ｔ１の間呈示する。
次に、ステップ（２）において、超音波モータ１１０を時間区間ｔ２の間に回転させ、照明装置１０８の光照射方向と被験者１０１の目視方向がなす角が４５度になるように制御する。
これにより、布３０１への照明光の入射角も４５度となるように制御される。
次に、ステップ（３）において、照明位置を固定し、布３０１を時間区間ｔ３の間被験者１０１に呈示する。
次に、ステップ（４）において、超音波モータ１１０を時間区間ｔ４の間に、ステップ（２）とは逆方向に回転させ、照明装置１０８の傾きを変更し、照明装置１０８の光照射方向と被験者１０１の目視方向が平行となるように制御する。
次に、ステップ（５）において、照明位置を固定し、布３０１を時間区間ｔ５の間被験者１０１に呈示する。
以上のステップ（２）からステップ（５）までを１ループとし、以下、超音波モータ１１０の駆動及び照明の傾きの変更を、ステップ（２）、ステップ（３）、ステップ（４）、ステップ（５）、ステップ（２）、…ステップ（５）の順番で、ループをＮ回繰り返す。
その際、光量など照射する光の性質は一定であるものとする。
【００２２】
一般的に、ｆＭＲＩ法による脳機能測定において、被験者に与える刺激の呈示方法は複数用いられるが、本実施例では一般的な脳機能計測で使われているブロックデザインと呼ばれる手法を用いる。
ブロックデザインでは、レストブロックと呼ばれる質感知覚を計測するための試料を被験者１０１に呈示しない状態と、タスクブロックと呼ばれる質感知覚を計測するための試料を被験者１０１に呈示する状態とを交互に繰り返す。
本実施例では、ステップ（３）がタスクブロックに、ステップ（５）がレストブロックに相当する。ステップ（５）でも、被験者に布は呈示しているが、光が照射されていないので被験者には見えていない。すなわち刺激とはなっていない。よって、刺激は呈示されていない状態であり、この状態はレストブロックに相当する。
【００２３】
次に、図４（ｃ）を用いて、ｆＭＲＩ法による脳機能画像取得シーケンスについて説明する。
被験者１０１に質感知覚を計測するための試料を呈示するタイミングとｆＭＲＩ法の撮像開始のタイミングとを同期させる。
そして、タスクブロックすなわちステップ（３）の時間区間ｔ３において布３０１を呈示した際の脳機能画像と、レストブロックすなわちステップ（５）の時間区間ｔ５において布３０１を呈示した際の脳機能画像とをそれぞれ取得する。これらは、すなわち質感知覚を計測するための試料を呈示した状態の脳機能画像と呈示しない状態での脳機能画像との２種類の画像となる。
本実施例では、ステップ（２）からステップ（５）のループをＮ回繰り返しているので、タスクブロックでの脳機能画像とレストブロックでの脳機能画像がそれぞれＮ個ずつ得られる。
これらの画像を平均化等の画像処理を行うことでノイズを除去して、最終的にタスクブロック時とレストブロック時の脳機能画像を比較することで、質感知覚を計測するための試料を呈示した際の脳機能画像を得ることができる。
得られた脳機能画像を解析することで、被験者が質感を知覚した時の脳機能を計測することができる。
【００２４】
ここで、本実施例での脳機能画像取得シーケンスにおいて、ステップ（２）及びステップ（４）で、超音波モータ１１０を回転させて、被験者１０１に呈示する試料を変更している。
しかし、このｔ２及びｔ４の時間区間の間は、脳機能画像を取得しないようにｆＭＲＩ法の脳機能画像取得シーケンスを作成することが望ましい。
理由は２つあり、１つは本実施例の質感刺激呈示装置では、このｔ２及びｔ４の時間区間の間を使って光源の傾きを変えているため、この時間区間の脳機能画像ではタスクとレストの両方の画像が混在してしまう可能性があるためである。
もう１つの理由は、超音波モータ１１０を駆動することで、わずかに発生する電磁波が、脳機能画像の劣化を引き起こす可能性があるからである。
超音波モータ１１０を駆動している時間区間の間、脳機能画像の取得を停止することで、測定後の解析で使用する画像データに、超音波モータ１１０の駆動に起因するノイズが重畳されることを抑制することが可能となる。
なお、ＭＲＩ装置の種類によっては、以上のようにｔ２及びｔ４の間のみの脳機能画像の取得を停止することができないものもある。
この場合は、全測定期間にわたって脳機能画像を取得した後、ｔ２及びｔ４の時間区間に取得した脳機能画像を使用せず、ｔ３及びｔ５で取得した画像データのみを解析することで所望の脳機能画像を得ることができる。
【００２５】
以上の本実施例においては、質感刺激呈示装置を用いて、被験者に質感知覚を計測するための試料を呈示し、脳機能計測を実施するように構成されているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、質感刺激呈示装置の構成を次のように変更してもよい。本実施例では、非磁性体の光ファイバー照明を用いているが、光源の種類はこれらに限定されるものではない。
また、本実施例では呈示する試料の表面に光を照射しているが、透過性を有する試料の背面から光を照射して透過性に関する質感を被験者に呈示してもよい。
また、ＭＲＩ装置内での光照射だけではなく、プロジェクター等の光を用いてＭＲＩ装置の外部から直接試料に照射したり、光源からの光を鏡などで反射させた間接光を使用したりしてもよい。
光源や光源の制御手段は、複数備えて構成されていてもよい。
【００２６】
また、脳機能画像取得シーケンスにおける照明の位置及び角度制御については、被験者１０１に呈示する試料に光照射が可能な照明の位置や角度であれば本実施例の脳機能画像取得シーケンスに限定されるものではない。
また、本実施例では光の性質は一定にしたが、光の性質を制御しながら質感刺激呈示装置を用いて脳機能計測を実施することも可能である。
その際、制御される光の性質は照度、色温度、色度、波長、偏光などの性質が使用できる。
また、光の照射・非照射を制御しながら質感刺激呈示装置を用いて脳機能計測を実施することも可能である。
また、本実施例では、質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料として布を用いたが、紙、印刷物、写真、木材やガラスなど質感を呈示でき、かつ、非磁性からなる材料であればこれらに限定されるものではない。
【００２７】
［実施例２］
実施例２として、質感刺激呈示装置を構成する光源の照度を制御するために、照度制御手段を備えた構成例について、図５を用いて説明する。
図５は、本実施例における照度制御装置５０１の拡大図である。この照度制御装置５０１は図１の試料１０６と照明装置１０８の間に配置される。
なお、図５（ａ）は斜投影図、図５（ｂ）は平面図である。照度制御手段５０２は、保持手段５０３に複数設置されている。
また、保持手段５０３の背面部には超音波モータ５０４が取り付けられている。超音波モータ５０４の回転軸は保持手段５０３の中心に接続されており、保持手段５０３はこの回転軸を中心に回転できる。制御手段５０２、保持手段５０３、超音波モータ５０４は非磁性体から構成されている。
【００２８】
次に、本実施例における照度制御手段を選択的にかつ連続的に変化させるときの手順について説明する。
ここでは、照度制御手段５０２として減光フィルターを用いて、試料に照射する光の照度を制御するものとする。減光フィルターを用いることで、照度以外の光の性質である色温度や色度などの変化を最小限にした状態で、照度の制御が可能となる。
具体的には、図５（ｂ）に示すように、透過率が異なる減光フィルター５０２（Ａ）〜５０２（Ｄ）が設置されている。
なお、減光フィルター５０２（Ａ）〜（Ｄ）には磁性体が含まれていないものとする。
また、超音波モータ５０４が駆動することによって描く軌道５０５が試料１０６と照明装置１０８とを結ぶ直線上、すなわち光の進路上を通過するように、照度制御装置５０１が設置される。
【００２９】
つぎに、図５を用い、本実施例におけるｆＭＲＩ法による脳機能計測方法の手順について説明する。
質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料は、実施例１と同様に布を用いた測定を行うものとする。
超音波モータ５０４を回転させ、透過率が異なる減光フィルター５０２（Ａ）〜（Ｄ）のうちの任意の減光フィルター５０２を、光の進路上に固定することにより、照度制御した状態で試料への光照射が可能となる。
以上の本実施例の構成によれば、質感を呈示するための試料に照射する光の照度を制御して、脳機能計測が実施可能となり、実施例１のような質感刺激呈示装置とともに用いて構成されることで、よりパラメトリックに被験者に質感を呈示することが可能となる。
【００３０】
本実施例では、照度制御手段として減光フィルターを用いているが、照度が制御可能な手段であれば、本実施例の制御手段に限定されるものではない。例えば、口径の異なるアパーチャーなどを照度制御手段として用いることができる。
また、照度制御装置５０１で用いる駆動手段として、本実施例のような超音波モータによる回転型アクチュエータだけではなく、直線駆動型のアクチュエータを用いることも可能である。直線駆動型のアクチュエータは、図６に示されるように保持手段６０１上に一
列に、複数の照度制御手段（６０２、６０３、６０４）がセットされ、直線駆動型アク
チュエータ６０５が保持手段６０１に接続されている。直線駆動型アクチュエータ６０５
は、６０６で図示される直線的な方向に、保持手段６０１を移動させることができるように構成されている。
【００３１】
［実施例３］
実施例３として、質感刺激呈示装置を構成する光源から照射される光の性質を制御するための制御手段を備えた構成例について、図５を用いて説明する。図５における照度制御手段を、同じ構成のまま、光の性質を制御するための制御手段５０２として用いる。
【００３２】
次に、本実施例における制御手段を選択的にかつ連続的に変化させるときの手順について説明する。
ここでは、制御手段５０２として偏光板を用いて、試料に照射する光の偏光度を制御するものとする。
具体的には、図５（ｂ）に示すように、偏光方向が異なる偏光板５０２（Ａ）〜５０２（Ｄ）が設置されている。
なお、偏光板５０２（Ａ）〜（Ｄ）には磁性体が含まれていないものとする。
また、超音波モータ５０４が駆動することによって描く軌道５０５が試料１０６と照明装置１０８とを結ぶ直線上、すなわち光の進路上を通過するように、制御装置５０１が設置される。
【００３３】
本実施例におけるｆＭＲＩ法による脳機能計測方法の手順は実施例２と同様に測定を行うものとする。
超音波モータ５０４を回転させ、偏光方向が異なる偏光板５０２（Ａ）〜（Ｄ）のうちの任意の偏光板５０２を、光の進路上に固定することにより、光の性質を制御した状態で試料への光照射が可能となる。
以上の本実施例の構成によれば、質感を呈示するための試料に照射する光の偏光方向を制御して、脳機能計測が実施可能となり、実施例１のような質感刺激呈示装置とともに用いて構成されることで、よりパラメトリックに被験者に質感を呈示することが可能となる。
本実施例では、制御手段として偏光板を用いているが、このほかにも色度の制御が可能なカラーフィルター、光の拡散状態が制御可能な拡散板などを制御手段として用いることができる。これらのように、光の性質が制御可能な手段であれば、本実施例の制御手段に限定されるものではない。
【００３４】
［実施例４］
実施例４として、質感刺激呈示装置を構成する光源からの光照射のタイミングを制御するための制御手段を備えた構成例について、図７を用いて説明する。
図７は、本実施例における制御装置７０１の拡大図である。制御手段７０２（Ａ）（Ｂ）は、保持手段７０３に設置されている。制御手段７０２（Ａ）は光を通過させるための穴であり、７０２（Ｂ）はそれを塞ぐための蓋の役割を果たす。また、図７に示すように制御装置７０１は照明装置７０４の光照射部分周辺に設置されている。保持手段７０３には直線駆動型アクチュエータ７０５が取り付けられており、制御手段７０２（Ｂ）を７０６で図示される直線的な方向に動かすことができるように構成されている。制御手段７０２、保持手段７０３、照明装置７０４、直線駆動型アクチュエータ７０５は非磁性体から構成されている。
【００３５】
以上の本実施例の構成によれば、質感を呈示するための試料に照射する光のタイミングを制御して、脳機能計測が実施可能となり、実施例１のような質感刺激呈示装置とともに用いて構成されることで、被験者に断続的に質感を呈示することが可能となる。
【００３６】
［実施例５］
実施例５として、質感刺激呈示装置を構成する試料保持手段に超音波モータを備えた構成例について、図８を用いて説明する。
図８は、試料保持手段８０１を含む質感刺激呈示装置の構成を説明する拡大図である。
非磁性体からなる保持手段８０１は直方体をしており、長方形をなす４面のうち１面には被験者に呈示したい試料を設置する。
直方体の正方形の端面部８０２には、非磁性体からなる超音波モータ８０３が取り付けられている。
超音波モータ８０３の回転軸は端面部８０４の中心に接続されており、保持手段８０１はこの回転軸を中心に回転できる。
また、超音波モータ８０３の駆動を制御するコントローラ（図示せず）はＭＲＩ装置が設置されている磁気シールド室内部で、かつＭＲＩ装置本体内部の計測位置から最大の距離を有する場所に設置されている。
そして、電磁気的にシールドされた制御線によって、超音波モータ８０３と接続されている。
このように、超音波モータ８０３は、被験者に試料を選択的に呈示するにあたり、コントローラを介して呈示時間及び呈示面を駆動制御することが可能になるように構成されている。
【００３７】
つぎに、図８を用い、本実施例におけるｆＭＲＩ法による脳機能計測方法の手順について説明する。
質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料は、実施例１と同様に布を用いた測定を行うものとする。
布８０５は、全面均一に灰色で着色された紙の上に貼られており、試料保持手段８０１の面８１１に装着されるものとする。
一方、布８０５を貼り付けたものと同じ灰色の紙を試料保持手段８０１の面８１２に装着する。
なお、布８０５及び印刷に用いるインク材料や紙などには磁性体が含まれていないものとする。被験者の眼前には試料保持手段８０１が、面８１１に装着された布８０５を被験者が知覚できる位置にセットされる。
それと共に、試料保持手段８０１の面８１１以外の面は、被験者から知覚できない位置にセットされる。
また、被験者が知覚する布８０５は、照明装置によって光照射可能となるように構成されている。
以上の本実施例の構成によれば、被験者に質感を呈示するための試料を切り替えての脳機能計測が実施可能となり、実施例１のような質感刺激呈示装置とともに用いて構成されることで、よりパラメトリックに被験者に質感を呈示することが可能となる。
また、超音波モータは、複数備えて構成されていてもよい。
【００３８】
［実施例６］
実施例６として、質感刺激呈示装置を構成する試料の形態を制御するための制御手段を備えた構成例について、図９を用いて説明する。試料の形態を制御することにより、光源から照射された光が試料表面で反射する際の光線パターン（反射光）を制御することが可能となる。
図９において、試料９０１の背面、すなわち被験者に呈示しない面に、直線駆動型アクチュエータ９０２を設置し、９０３で図示される直線的な方向にアクチュエータの先端を移動させ、試料９０１の背面を押してやることで、試料の形態を変えることが可能となる。すなわち、光源から照射された光が試料表面で反射する際の光線パターン（反射光）を制御することが可能となる。
以上の本実施例の構成によれば、質感を呈示するための試料の形態を制御することが可能となる。すなわち、光源から照射された光が試料表面で反射する際の光線パターン（反射光）を制御しての脳機能計測が実施可能となり、実施例１のような質感刺激呈示装置とともに用いて構成されることで、被験者によりパラメトリックな質感を呈示することが可能となる。
本実施例では、直線駆動型アクチュエータを制御手段として用いているが、試料の形態が制御可能な手段であれば、本実施例の制御手段に限定されるものではない。
【００３９】
［実施例７］
実施例７として、脳磁計（ＭＥＧ）において、本発明における質感刺激呈示装置を適用した構成例を、図１０を用いて説明する。
図１０は、本発明の質感刺激呈示装置を適用した脳磁計の構成を説明する図である。
このような脳磁計を用いた場合には、脳の活動変化を時間精度良く測定かつ画像化できる。
磁気シールド室内には脳磁計本体（図示せず）と質感刺激呈示装置が設置される。被験者１００１は、磁気センサが収納されたヘルメット状のデュアー型センサアッセンブリ１００２を頭部に装着する。
質感刺激呈示装置の試料保持手段１００３は、被験者１００１の眼前に設置される。照明装置１００４は試料保持手段１００３に設置された質感刺激を呈示する試料１００５に照明されるように設置される。
この系を用いて行う脳機能計測の手順は、実施例１から実施例６で示したｆＭＲＩ法と同様の手順を用いることができる。
以上の本実施例のように、本発明の質感刺激呈示装置を用いて脳磁計を構成することによって、脳磁計に与えるノイズを小さくして脳機能計測を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
１００：ＭＲＩ装置
１０１：被験者
１０６：質感を視覚刺激として被験者に呈示するための試料
１０７：試料保持手段
１０８：照明装置
１０９：照明保持手段
１１０：超音波モータ
【図１】
2013128741.tif 000003
【図２】
2013128741.tif 000004
【図３】
2013128741.tif 000005
【図４】
2013128741.tif 000006
【図５】
2013128741.tif 000007
【図６】
2013128741.tif 000008
【図７】
2013128741.tif 000009
【図８】
2013128741.tif 000010
【図９】
2013128741.tif 000011
【図１０】
2013128741.tif 000012